RU2775386C1 - Сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов - Google Patents

Сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2775386C1
RU2775386C1 RU2021123133A RU2021123133A RU2775386C1 RU 2775386 C1 RU2775386 C1 RU 2775386C1 RU 2021123133 A RU2021123133 A RU 2021123133A RU 2021123133 A RU2021123133 A RU 2021123133A RU 2775386 C1 RU2775386 C1 RU 2775386C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste
technical
wood
methylene chloride
linseed oil
Prior art date
Application number
RU2021123133A
Other languages
English (en)
Inventor
Анастасия Сергеевна Колосова
Евгений Сергеевич Пикалов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2775386C1 publication Critical patent/RU2775386C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам. Описана сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов, включающая измельченные древесные отходы, отходы пенополистирола и метилен хлористый технический, которая дополнительно содержит техническое льняное масло при следующем соотношении компонентов в мас. %: измельченные древесные отходы - 18,7-30,7; отходы пенополистирола - 20,5-22,9; метилен хлористый технический - 46,8-52,7; техническое льняное масло - 2,0-5,7. Технический результат - снижение водопоглощения при сохранении основных свойств материала на прежнем уровне. 1 табл., 5 пр.

Description

Сырьевая смесь относится к получению теплоизоляционных композиционных строительных материалов с использованием отходов лесной, деревоперерабатывающей, полимерной промышленностей и может быть использована для получения изделий в виде плит и блоков для внутренней отделки помещений.
Известна древесно-полимерная композиция для изготовления древесностружечных плит [1], содержащая (в мас. %): древесную стружку 40,0-50,5; измельченный облой 18,0-19,0; возвратные отходы от калибровки древесностружечных плит винтовой фрезой с двумя степенями подвижности 10,0-15,0; водный раствор карбамидоформальдегидного олигомера марки КФ-МТ 20,0-25,0; хлористый аммоний 0,5-2,0. Данная композиция позволяет перерабатывать возвратные отходы производства древесностружечных плит и получать изделия с высоким пределом прочности при изгибе (26,2-27,5 МПа). Недостатками данной композиции являются разнородность гранулометрического состава отходы от калибровки древесностружечных плит (0,25-5,00 мм) и токсичность применяемого связующего, содержащего формальдегид.
Известен состав композиционной смеси для изготовления строительных древесно-композиционных материалов [2] следующего содержания, мас. ч. в пересчете на абсолютно сухой наполнитель растительного происхождения: измельченный наполнитель растительного происхождения 100, отход производства металлического магния электролитическим способом в виде измельченного сухого шлама 100 -120, каменноугольная зола ТЭЦ 10 - 20, вода 50 - 56. В качестве измельченного наполнителя растительного происхождения используют древесный опил, древесную стружку, высушенные однолетние растения, например в виде соломы, нейтрализованный и высушенный гидролизный лигнин, и другие отходы деревоперерабатывающих производств. Данный состав позволяет получать не горючие и не токсичные изделия с достаточно высокой морозостойкостью (36-42 циклов) и низкими значениями теплопроводности (0,05-0,1 Вт/(м⋅К)), водопоглощения (5-14%) и разбухания (0,15-1,0%). Недостатками данного состава являются низкие значения прочности на сжатие (13,4-18,6 МПа) и изгиб (3,0-3,2 МПа), а также необходимость измельчения шлама до высокой степени дисперсности (50-150 мкм).
Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий [3], включающая (в мас. %): измельченные древесные отходы 35-45; шлам карналлитовых хлораторов 35-40; обожженный серпентинит 15-20; вода - остальное. Данная смесь позволяет получать трудно сгораемые и не токсичные изделия с достаточно высокой морозостойкостью (40 циклов), средними значениями прочности на сжатие (20-25 МПа), теплопроводности (0,11 Вт/м⋅К), низкими значениями водопоглощения (8-10%) и разбухания (0,6%). Недостатками данного состава являются низкие значения прочности на изгиб (2,8-3,5 МПа), а также необходимость измельчения шлама до высокой степени дисперсности (50-150 мкм).
Наиболее близкой к предлагаемому решению является сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных древесно-полимерных композиционных материалов [4], содержащая (в мас. %): измельченные древесные отходы 20,0-38,2; отходы пенополистирола 17,1-25,0; метилен хлористый технический 41,2-60,0. Данная смесь позволяет изготавливать изделия с достаточно высокой прочностью на сжатие (18,2-22,9 МПа) и изгиб (12,2-17,8 МПа) и низкой теплопроводностью (0,069-0,079 Вт/(м⋅К)). Недостатком данного состава является высокое водопоглощение изделий (23-41,7%).
Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение является снижение водопоглощения при сохранении основных свойств материала на прежнем уровне.
Для достижения поставленной задачи предлагается предварительно перемешивать измельченные древесные отходы с техническим льняным маслом, а полученную смесь перемешивать с раствором связующего, который получают путем растворения отходов пенополистирола в метилене хлористом техническом, с последующей термообработкой отпрессованных изделий при температуре, превышающей температуру кипения растворителя. Наиболее эффективно поставленная задача решается при следующем соотношении компонентов (в мас. %):
Измельченные древесные отходы 18,7-30,7
Отходы пенополистирола 20,5-22,9
Метилен хлористый технический 46,8-52,7
Техническое льняное масло 2,0-5,7.
В предлагаемом изобретении допускается использовать древесные отходы в виде опилок, стружки, щепы или коры с различными исходными влажностью и размерами частиц, а также с незначительными примесями коры и листьев (до 5 мас. %). В качестве отходов пенополистирола предусматривается использование отработанных элементов упаковки для бытовой техники, оборудования и т.п. Для перевода отходов пенополистирола в растворенное состояние в состав сырьевой смеси сверх 100% вводится метилен хлористый технический первого сорта по ГОСТ 9968-86.
Растворение отходов пенополистирола позволяет проводить грубое измельчение отходов пенополистирола, применять холодное перемешивание компонентов и холодное прессование сырьевой смеси, что уменьшает энергоемкость производства. Кроме того, термообработка изделий проводится при низких температурах в связи с тем, что температура кипения растворителя (для метилена хлористого технического составляет 40°С) значительно ниже температуры плавления отходов пенополистирола (270°С). Это также позволяет снизить энергоемкость производства по сравнению с применением переработки смеси в сочетании с плавлением полимера и исключает термодеструкцию вторичного полимерного сырья в случае превышения температурно-временного режима. Кроме того, перемешивание смеси с полимеров в растворенном состоянии позволяет достичь более высокой однородности сырьевой смеси. Главным недостатком технологии переработки предлагаемой сырьевой смеси является большой расход растворителя, который удаляется при термообработке, однако этот недостаток сводится к минимуму за счет улавливания и конденсации паров метилена хлористого технического для его повторного использования.
Применение метилена хлористого технического в предлагаемом изобретении обосновано его высокими растворяющей и проникающей способностями, позволяющими быстро растворять отходы пенополистирола. Кроме того, данный растворитель относится к трудногорючим веществам с низкой взрывоопасностью, а также характеризуется 4 классом опасности и низкой относительно большинства растворителей стоимостью.
Применение технического льняного масла в предлагаемом изобретении обосновано его высокой впитываемостью в древесные материалы, обладает гидроизоляционным и антисептическим эффектами, не повышает воспламеняемости древесины, является экологически безопасным веществом и характеризуется невысокой стоимостью.
Применение отходов пенополистирола в предлагаемом изобретении обосновано тем, что для них характерны большие объемы и высокие темпы накопления, которые связаны с малой востребованностью отходов пенополистирола в процессах утилизации, малой плотностью пенополистирола, большими объемами производства и невысокими сроками эксплуатации упаковочных пенополистиролов. В тоже время полистирол, получаемый после растворения пенополистирола и удаления растворителя, отличается хорошей адгезией к измельченным древесным отходам, что позволяет получить изделия с высокой прочностью.
Количество вводимых добавок также влияет на достижение поставленной задачи.
При содержании отходов пенополистирола в составе сырьевой смеси в количестве менее 20,5 мас. % в получаемом композиционном материале наблюдается недостаток связующего, проявляющийся в неоднородном распределении связующего в объеме материала, расслоению и разрушению получаемых изделий, резком снижении прочности и водостойкости при повышении водопоглощения и разбухания в результате насыщения водой. При повышении содержания отходов пенополистирола от 20,5 до 22,9 мас. % происходит повышение прочности и жесткости изделий, снижается водопоглощение материала. При содержании отходов пенополистирола в количестве свыше 22,9 мас. % в получаемом композиционном материале наблюдается избыток связующего, проявляющийся в избыточном уплотнении смеси при прессовании, приводящей к перепрессовке изделий, появлению облоя и деформации изделий после извлечения из формующей оснастки, незначительных дальнейших изменениях прочности и водопоглощения.
Метилен хлористый технический вводится в состав сырьевой смеси в количестве, которое определяется количеством отходов пенополистирола и нужно для обеспечения вязкости раствора, достаточной для эффективных перемешивания и формования без преждевременного затвердевания полимера и с достаточно быстрым удалением при термообработке. При соотношении отходы пенополистирола : метилен хлористый технический менее 1:2 получаемый раствор обладает высокой вязкостью и малым временем улетучивания растворителя, что не позволяет получить изделия с достаточно высокими эксплуатационными свойствами и приводит к расслоению изделий. При соотношении отходы пенополистирола : метилен хлористый технический более 1:3 получаемый раствор обладает излишней текучестью, что осложняет переработку сырьевой смеси и приводит к недостатку связующего в получаемых композиционных изделиях, что также проявляется в низких эксплуатационных характеристиках и деформации изделий.
Техническое льняное масло вводится в состав сырьевой смеси в количестве, которое определяется количеством измельченных древесных отходов и нужно для эффективного пропитывания частиц данных отходов с образованием на их поверхности и в объеме гидроизоляционного слоя, который не будет препятствовать соединению частиц наполнителя связующим. При соотношении техническое льняное масло: измельченные древесные отходы менее 1:15 вводимый компонент практически не оказывает влияния на водопоглощение получаемых изделий. При соотношении техническое льняное масло: измельченные древесные отходы более 1:3 наблюдается получение излишне вязкой смеси из измельченных древесных отходов и технического льняного масла, что затрудняет получение однородной сырьевой смеси и переработку смеси в изделия, а также снижает адгезию связующего к частицам наполнителя, что снижает прочность материала.
Таким образом, обоснованность и преимущества заявляемого изобретения могут быть подтверждены путем измерения физико-механических и эксплуатационных показателей композиционных изделий, полученных на основе сырьевой смеси с содержанием измельченных древесных отходов в количестве от 18,7 до 30,7 мас. %, отходов пенополистирола в количестве от 20,5 до 22,9 мас. %, метилена хлористого технического в количестве от 46,8 до 52,7 мас. % и технического льняного масла в количества от 2,0 до 5,7 мас. %.
Реализация заявляемого изобретения предпочтительна по следующей технологии: измельченные древесные отходы высушивают до постоянной массы и перемешивают с техническим льняным маслом в заданных соотношениях до получения однородной смеси и оставляют смесь не менее, чем на 30 мин, для пропитывания частиц измельченных древесных отходов техническим льняным маслом. В тоже время предварительно измельченные отходы пенополистирола смешивают с метиленом хлористым техническим в заданных соотношениях с получением раствора связующего. Измельченные древесные отходы после пропитывания техническим льняным маслом перемешивают с раствором связующего до однородной сырьевой смеси. Полученную сырьевую смесь формуют при удельном давлении, не превышающем 8,2 МПа, с последующей термической обработкой получаемых изделий при температуре не менее 40°С в течение 30-180 мин в зависимости от габаритов изделий, количества раствора связующего и содержания в нем отходов пенополистирола.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
1. К 18,7 мас. % измельченных древесных отходов добавляют 5,7 мас. % технического льняного масла и перемешивают, 22,9 мас. % отходов пенополистирола растворяют в 52,7 мас. % метилена хлористого технического и получают композиционный материал по указанной выше технологии;
2. К 19,1 мас. % измельченных древесных отходов добавляют 3,8 мас. % технического льняного масла и перемешивают, 23,3 мас. % отходов пенополистирола растворяют в 53,7 мас. % метилена хлористого технического и получают композиционный материал по указанной выше технологии;
3. К 22,2 мас. % измельченных древесных отходов добавляют 4,8 мас. % технического льняного масла и перемешивают, 22,2 мас. % отходов пенополистирола растворяют в 50,8 мас. % метилена хлористого технического и получают композиционный материал по указанной выше технологии;
4. К 26,1 мас. % измельченных древесных отходов добавляют 3,8 мас. % технического льняного масла и перемешивают, 21,3 мас. % отходов пенополистирола растворяют в 48,8 мас. % метилена хлористого технического и получают композиционный материал по указанной выше технологии;
5. К 30,7 мас. % измельченных древесных отходов добавляют 2,0 мас. % технического льняного масла и перемешивают, 20,5 мас. % отходов пенополистирола растворяют в 46,8 мас. % метилена хлористого технического и получают композиционный материал по указанной выше технологии.
Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов сырьевой смеси, приведены в таблице 1.
Figure 00000001
Источники информации
1. Патент на изобретение №2641827, кл. C08L 97/02, 2018
2. Патент на изобретение №2162828, кл. С04В 28/30, 2001
3. Патент на изобретение №2596027, кл. С04В 33/132, С04В 33/16, С04В 38/06, 2016
4. Патент на изобретение №2690826, кл. C08L 97/02, C08L 25/06, 2019

Claims (2)

  1. Сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов, включающая измельченные древесные отходы, отходы пенополистирола и метилен хлористый технический, отличающаяся тем, что дополнительно содержит техническое льняное масло при следующем соотношении компонентов в мас. %:
  2. Измельченные древесные отходы 18,7-30,7 Отходы пенополистирола 20,5-22,9 Метилен хлористый технический 46,8-52,7 Техническое льняное масло 2,0-5,7
RU2021123133A 2021-09-20 Сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов RU2775386C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775386C1 true RU2775386C1 (ru) 2022-06-30

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012546C1 (ru) * 1991-06-25 1994-05-15 Чжен Виктор Анатольевич Способ изготовления теплоизоляции
US20120196958A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Sk Innovation Co., Ltd. Polymer Blend Composition Based on Carbon Dioxide and Environment-Friendly Decorating Materials Produced Therefrom
RU2573468C2 (ru) * 2014-04-30 2016-01-20 Сергей Константинович Есаулов Термостойкий композиционный материал и способ его получения
RU2690826C1 (ru) * 2018-10-03 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных древесно-полимерных композиционных материалов
WO2019135245A1 (en) * 2018-01-07 2019-07-11 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd Wood paste and objects made therefrom

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2012546C1 (ru) * 1991-06-25 1994-05-15 Чжен Виктор Анатольевич Способ изготовления теплоизоляции
US20120196958A1 (en) * 2011-01-27 2012-08-02 Sk Innovation Co., Ltd. Polymer Blend Composition Based on Carbon Dioxide and Environment-Friendly Decorating Materials Produced Therefrom
RU2573468C2 (ru) * 2014-04-30 2016-01-20 Сергей Константинович Есаулов Термостойкий композиционный материал и способ его получения
WO2019135245A1 (en) * 2018-01-07 2019-07-11 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd Wood paste and objects made therefrom
RU2690826C1 (ru) * 2018-10-03 2019-06-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных древесно-полимерных композиционных материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010366305B2 (en) Plate synthesized by waste circuit board powder and manufacturing process thereof
CN102152373B (zh) 利用废电路板粉合成的零碳木质纤维环保板材的制造工艺
US20140113154A1 (en) Formaldehyde-free zero-carbon-emission environment-friendly plate made from circuit board powder and manufacturing process thereof
WO2018204904A1 (en) Method of manufacturing recycled asphaltic and asphaltic limestone powder pellets and shapes through densification
RU2775386C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления древесно-полимерных теплоизоляционных материалов
CN102304280B (zh) 利用电路板粉合成的无醛零碳环保板材及其制造工艺
Ishola et al. Review of agricultural waste utilization as improvement additives for residual tropical soils
RU2772611C1 (ru) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных полимерных композиционных материалов
JP7157984B2 (ja) 硬化物の製造方法
JP2736317B2 (ja) 耐火性ボード組成物
JP2005060590A (ja) 接着剤、木質系複合材料、木質系複合材料の製造方法及び接着体の剥離方法
RU2411267C1 (ru) Композиция для карбамидного пенопласта
CN101112768A (zh) 一种利用农作物秸杆冷压成型生产板材的方法
RU2672285C1 (ru) Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий
US1899768A (en) Sawdust wood fiber board and method of making same
RU2031878C1 (ru) Сырьевая смесь для получения аглопорита
RU2484110C2 (ru) Древесно-полимерная композиция
RU2792476C1 (ru) Сырьевая смесь для получения облицовочных полимерных композиционных материалов
RU2608531C2 (ru) Опилочно-стружечная плита
RU2148064C1 (ru) Пресс-композиция для изготовления теплоизоляционного материала
KR102210044B1 (ko) 바닥재를 이용한 건축내장재의 제조방법 및 이로 제조된 건축내장재
RU2120424C1 (ru) Теплоизоляционная масса
RU2649149C2 (ru) Композиция для получения древесно-волокнистых плит с пониженной пожароопасностью
RU2784102C1 (ru) Строительный композит на основе костры технической конопли
RU2484955C2 (ru) Способ производства древесноволокнистых плит